任务二外圆锥面Ⅰ数控加工程序的编制_数控加工工艺与编程-QQ阅读男生玄幻网

书名：数控加工工艺与编程
作者名：曹井新主编
本章字数：2262字
更新时间：2020-08-28 00:51:30

任务二外圆锥面Ⅰ数控加工程序的编制

一、项目任务书

外圆锥面Ⅰ数控加工程序的编制项目任务书，见表2-1。

表2-1 项目任务书

二、学习导读

1.刀尖圆弧半径补偿

编制数控车床加工程序时，通常将车刀刀尖看做一个点。然而在实际应用中，为了提高刀具寿命和降低加工表面的粗糙度，一般将车刀刀尖磨成半径约为 0．4～1．6mm 的圆弧。如图 2-1 所示，编程时以理论刀尖点 P（又称刀位点或假想刀尖点：沿刀片圆角切削刃作X、Z两方向切线相交于P点）来编程，数控系统控制P点的运动轨迹，而切削时，实际起作用的切削刃是圆弧的各切点，这势必会产生加工表面的形状误差。而刀尖圆弧半径补偿功能就是用来补偿此误差的。

切削工件的右端面时，车刀圆弧的切点 A 与理论刀尖点 P 的 Z 坐标值相同；车外圆时车刀圆弧的切点 B 与点 P 的 X 坐标值相同。切削出的工件没有形状误差和尺寸误差，因此可以不考虑刀尖圆弧半径补偿。如果车削外圆柱面后继续车削圆锥面，则必存在加工误差BCD（误差值为刀尖圆弧半径），这一加工误差必须靠刀尖圆弧半径补偿的方法来修正。

车削圆锥面和圆弧面部分时，仍然以理论刀尖点 P 来编程，刀具运动过程中与工件接触的各切点轨迹为图2-1中所示无刀尖圆弧半径补偿时的轨迹。该轨迹与工件加工要求的轨迹之间存在着图2-1中斜线部分的误差，直接影响到工件的加工精度，而且刀尖圆弧半径越大，加工误差越大。可见，对刀尖圆弧半径进行补偿是十分必要的。当采用刀尖圆弧半径补偿时，车削出的工件轮廓就是图2-1中所示工件加工要求的轨迹。

图2-1 刀尖圆弧半径对加工精度的影响

2.实现刀尖圆弧半径补偿功能的准备工作

在加工工件之前，要把刀尖圆弧半径补偿的有关数据输入到存储器中，以便使数控系统对刀尖的圆弧半径所引起的误差进行自动补偿。

（1）刀尖半径。工件的形状与刀尖半径的大小有直接关系，必须将刀尖圆弧半径 R 输入到存储器中，如图2-2所示。

图2-2 CRT显示屏幕显示刀具补偿参数

（2）车刀的形状和位置参数。车刀的形状很多，它能决定刀尖圆弧所处的位置，因此也要把代表车刀形状和位置的参数输入到存储器中。将车刀的形状和位置参数称为刀尖方位T。车刀的形状和位置如图2-3所示，分别用参数0～9表示，P点为理论刀尖点。图2-3左下角的刀尖方位T应为3。

图2-3 车刀的形状和位置

（3）参数的输入。与每个刀具补偿号相对应有一组 X 和 Z 的刀具位置补偿值、刀尖圆弧半径R及刀尖方位T值。输入刀尖圆弧半径补偿值，就是要将参数R和T输入到存储器中。例如，某程序中编入下面的程序段：

          N100 G00 G42 X100．0 Z3．0 T0101；

若此时输入刀具补偿号为01的参数，则CRT屏幕上显示图2-2的内容。在自动加工工件的过程中，数控系统将按照01 刀具补偿栏内的X、Z、R、T的数值，自动修正刀具的位置误差和自动进行刀尖圆弧半径的补偿。

3.刀尖圆弧半径补偿的方向

在进行刀尖圆弧半径补偿时，刀具和工件的相对位置不同，刀尖圆弧半径补偿的指令也不同。如图2-4所示，为刀尖圆弧半径补偿的两种不同方向。

图2-4 刀尖圆弧半径补偿方向

如果刀尖沿ABCDE运动（如图2-4（a）所示），则顺着刀尖运动方向看，刀具在工件的右侧，即为刀尖圆弧半径右补偿，用G42指令。如果刀尖沿FGHI运动（如图2-4（b）所示），则顺着刀尖运动方向看，刀具在工件的左侧，即为刀尖圆弧半径左补偿，用 G41 指令。如果取消刀尖圆弧半径补偿，可用G40指令编程，则车刀按理论刀尖点轨迹运动。

4.指令应用举例

刀尖圆弧半径补偿的建立指令为G41/G42，取消指令为G40。

格式：

          G41/G42/G40 G00 /G01 X(U)__ Z(W)__ T__ F__；

G40：取消刀补，通常写在程序开始的第一个程序段及取消刀具半径补偿的程序段。

G41：刀具左补偿，在编程路径前进方向上，刀具沿左侧进给，使用该指令。

G42：刀具右补偿，在编程路径前进方向上，刀具沿右侧进给，使用该指令。

刀具功能又称为T功能，它是进行刀具选择和刀具补偿的功能。

格式：

          T××××；

前两位数字为刀具号；后两位数字为刀具补偿号。其中 00 表示取消某号刀的刀具补偿。例如，T0101表示01号刀调用01补偿号设定的补偿值，其补偿值存储在刀具补偿存储器内。又如，T0700表示调用07号刀，并取消07号刀的补偿值。

说明

① 刀尖圆弧半径补偿的建立或取消必须在位移移动指令（G00、G01）中进行。G41、G42、G40均为模态指令。

② 刀尖圆弧半径补偿和刀具位置补偿一样，其实现过程分为三大步骤，即刀具补偿的建立、刀具补偿的执行和刀具补偿的取消。

在设置刀尖圆弧自动补偿值时，还要设置刀尖圆弧位置编码，指定编码值的方法参考图2-3。

【例2-1】应用刀尖圆弧自动补偿功能加工图2-5所示零件。

图2-5 刀具补偿编程

          刀尖位置编码：3
          N10 G00 X200 Z175 T0101；
          N20 M03 S1500；
          N30 G00 G42 X58 Z10 M08；
          N40 G96 S200；
          N50 G01 Z0 F1．5；
          N60 X70 F0．2；
          N70 X78 Z-4；
          N80 X83；
          N90 X85 Z-5；
          N95 Z-15;
          N100 G02 X91 Z-18 R3 F0．15（参考圆弧插补指令）；
          N110 G01 X94；
          N120 X97 Z-19．5；
          N130 X100；
          N140 G00 G40 G97 X200 Z175 S1000；
          N150 M30；

三、任务解析

该零件由外圆柱面及外圆锥面组成，有较高的表面粗糙度要求。零件材料为 45 钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。

加工工艺路线：装夹→对刀→设置编程原点为零件右端面中心→粗车φ36 外圆及各段锥面倒角→精车φ36外圆及各段锥面。

四、任务实施（零件加工工艺分析与编程）

1.工装

采用三爪自定心卡盘夹紧零件的外圆周面。

2.刀具选择

选硬质合金93°偏刀，用于粗、精加工零件各面。刀尖半径R=0．4mm，刀尖方位T=3，置于T01刀位。数控加工刀具卡片见表2-2。

表2-2 数控加工刀具卡片